數據是怎樣在內存中存儲的


電腦要處理的信息是多種多樣的,如數字、文字、符號、圖形、音頻、視頻等,這些信息在人們的眼里是不同的。但對於計算機來說,它們在內存中都是一樣的,都是以二進制的形式存儲和表示的。
要想搞明白計算機是怎樣寄存數據的,就必須了解二進制,它是計算機處理數據的基礎。
那什么事二進制呢?
二進制是計算技術中廣泛采用的一種數制。二進制數據是用0和1兩個數碼來表示的數。它的基數為2,進位規則是“逢二進一”,借位規則是“借一當二”。計算機中的二進制則是一個非常微小的開關,用“開”來表示1,“關”來表示0。
計算機作為一種電子計算工具,是由大量的電子器件組成的,在這些電子器件中,電路的通和斷、電位的高和低,用兩個數字符號“1”和“0”分別表示容易實現。同時二進制的運算法則也很簡單,因此,在計算機內部通常用二進制代碼來作為內部存儲、傳輸和處理數據。
回到主題,數據是怎樣存儲在電腦內存中的?
內存條(RAM)是一個非常精密的部件,包含了上億個電子元器件,它們很小,達到了納米級別。這些元器件,實際上就是電路;電路的電壓會變化,要么是 0V,要么是 5V,只有這兩種電壓。5V 是通電,用1來表示,0V 是斷電,用0來表示。所以,一個元器件有2種狀態,0 或者 1。
我們通過電路來控制這些元器件的通斷電,會得到很多0、1的組合。例如,8個元器件有 28=256 種不同的組合,16個元器件有 216=65536 種不同的組合。雖然一個元器件只能表示2個數值,但是多個結合起來就可以表示很多數值了。
我們可以給每一種組合賦予特定的含義,例如,可以分別用 1101000、00011100、11111111、00000000、01010101、10101010 來表示 C、語、言、中、文、網 這幾個字,那么結合起來 1101000 00011100 11111111 00000000 01010101 10101010 就表示”C語言中文網“。
一般情況下我們不一個一個的使用元器件,而是將8個元器件看做一個單位,即使表示很小的數,例如 1,也需要8個,也就是 00000001。
1個元器件稱為1比特(Bit)或1位,8個元器件稱為1字節(Byte),那么16個元器件就是2Byte,32個就是4Byte,以此類推:
8×1024個元器件就是1024Byte,簡寫為1KB;
8×1024×1024個元器件就是1024KB,簡寫為1MB;
8×1024×1024×1024個元器件就是1024MB,簡寫為1GB。
現在,你知道1GB的內存有多少個元器件了吧。我們通常所說的文件大小是多少 KB、多少 MB,就是這個意思。
單位換算:
1Byte = 8 Bit
1KB = 1024Byte = 210Byte
1MB = 1024KB = 220Byte
1GB = 1024MB = 230Byte
1TB = 1024GB = 240Byte
1PB = 1024TB = 250Byte
1EB = 1024PB = 260Byte
我們平時使用計算機時,通常只會設計到 KB、MB、GB、TB 這幾個單位,PB 和 EB 這兩個高級單位一般在大數據處理過程中才會用到。
你看,在內存中沒有“你好Abc”這樣的字符,也沒有gif/jpg這樣的圖片,更沒有mp3/mp4音視頻,有的只是0和1兩個數字,計算機也只認識0和1。所以,計算機使用二進制,而不是我們熟悉的十進制,寫入內存中的數據,都會被轉換成0和1的組合。


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